Taylor Wilson: My radical plan for small nuclear fission reactors

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Fordító: Csaba Lóki Lektor: Laszlo Kereszturi

Well, I have a big announcement to make today,

Egy komoly bejelentést szeretnék ma tenni,

and I'm really excited about this.

és nagyon izgatott vagyok e miatt.

And this may be a little bit of a surprise

Lehet, hogy egy kicsit meglepő lesz

to many of you who know my research

azok számára, akik ismerik a kutatásaimat,

and what I've done well.

és tudják, hogy mire jutottam eddig.

I've really tried to solve some big problems:

Megpróbáltam megoldani néhány igazi, nagy problémát:

counterterrorism, nuclear terrorism,

terrorelhárítás, nukleáris terrorizmus,

and health care and diagnosing and treating cancer,

egészségügy, a rák diagnosztizálása és kezelése,

but I started thinking about all these problems,

de ahogy elkezdtem ezeken a problémákon gondolkozni,

and I realized that the really biggest problem we face,

rájöttem, hogy az előttünk álló igazán nagy probléma,

what all these other problems come down to,

ami az összes többi probléma hátterében áll,

is energy, is electricity, the flow of electrons.

az az energia, az elektromosság, az elektronok áramlása.

And I decided that I was going to set out

Ezért elhatároztam, hogy megpróbálom

to try to solve this problem.

ezt a problémát megoldani.

And this probably is not what you're expecting.

Ez valószínűleg nem az, amire önök számítottak.

You're probably expecting me to come up here

Valószínűleg azt várják tőlem,

and talk about fusion,

hogy a magfúzióról beszéljek,

because that's what I've done most of my life.

mert életem nagy részében ezzel foglalkoztam.

But this is actually a talk about, okay --

De ez az előadás valójában, jó, rendben --

(Laughter) —

(Nevetés) --

but this is actually a talk about fission.

ez valójában a maghasadásról fog szólni.

It's about perfecting something old,

Egy régi dolognak a tökéletesítéséről,

and bringing something old into the 21st century.

egy régi dolognak a 21. századi reneszánszáról.

Let's talk a little bit about how nuclear fission works.

Beszéljünk egy kicsit a maghasadás működéséről.

In a nuclear power plant, you have

Egy atomerőműben van egy

a big pot of water that's under high pressure,

nagy víztartály, magas nyomás alatt,

and you have some fuel rods,

van egy csomó cirkónium burkolatú fűtőelemrúd,

and these fuel rods are encased in zirconium,

melyek az urán-dioxid fűtőanyagot

and they're little pellets of uranium dioxide fuel,

granulátum formájában tartalmazzák.

and a fission reaction is controlled and maintained at a proper level,

A kontrollált és megfelelő szinten tartott

and that reaction heats up water,

maghasadási reakció vizet melegít,

the water turns to steam, steam turns the turbine,

a víz gőzzé alakul, a gőz meghajtja a turbinát,

and you produce electricity from it.

ami pedig elektromosságot termel.

This is the same way we've been producing electricity,

Pontosan ugyanígy, ilyen gőzturbinás megoldással

the steam turbine idea, for 100 years,

termeljük az áramot 100 éve,

and nuclear was a really big advancement

és bár a nukleáris energia hatalmas fejlődés volt

in a way to heat the water,

a víz felforralása terén,

but you still boil water and that turns to steam and turns the turbine.

de a vízforralás maga, és a gőzturbina használata mit sem változott.

And I thought, you know, is this the best way to do it?

Elgondolkoztam rajta, hogy vajon ez-e erre a legjobb módszer.

Is fission kind of played out,

Ennyi volt ebben a maghasadásos dologban,

or is there something left to innovate here?

vagy lehet esetleg itt még valami újat kitalálni?

And I realized that I had hit upon something

Aztán rájöttem, hogy valami olyanba botlottam,

that I think has this huge potential to change the world.

ami hatalmas lehetőséget rejt a világ megváltoztatására.

And this is what it is.

Íme, erről beszélek.

This is a small modular reactor.

Ez egy kisméretű, moduláris reaktor.

So it's not as big as the reactor you see in the diagram here.

Tehát nem olyan nagy, mint amit ezen az ábrán látnak.

This is between 50 and 100 megawatts.

Teljesítménye 50-100 megawatt.

But that's a ton of power.

Ami azonban rettentő sok energia.

That's between, say at an average use,

Ez kb. annyi energia, ami elegendő 25-100 ezer

that's maybe 25,000 to 100,000 homes could run off that.

átlagos fogyasztású háztartás ellátásához.

Now the really interesting thing about these reactors

És az az igazán érdekes ezekben a reaktorokban,

is they're built in a factory.

hogy egy gyárban készülnek.

So they're modular reactors that are built

Ezek olyan moduláris reaktorok,

essentially on an assembly line,

amelyeket gyakorlatilag szerelősoron gyártanak,

and they're trucked anywhere in the world,

és aztán a világ bármely pontjára elszállíthatók,

you plop them down, and they produce electricity.

ott telepíthetők, aztán már termelik is az áramot.

This region right here is the reactor.

Ez a terület itt, ez a reaktor.

And this is buried below ground, which is really important.

A földbe van temetve, ami nagyon fontos dolog.

For someone who's done a lot of counterterrorism work,

Azoknak, aki foglalkozott terrorelhárítással,

I can't extol to you

nem kell külön hangsúlyoznom,

how great having something buried below the ground is

hogy biztonsági és proliferációs szempontból micsoda előny,

for proliferation and security concerns.

ha egy ilyen dolog a föld alá van temetve.

And inside this reactor is a molten salt,

A reaktor belsejében sóolvadék van,

so anybody who's a fan of thorium,

ami a tóriumrajongókat

they're going to be really excited about this,

nagy izgalomba hozná,

because these reactors happen to be really good

ugyanis ezek a reaktorok elég jól teljesítenek

at breeding and burning the thorium fuel cycle,

a izotópszaporítás, a tóriumciklus,

uranium-233.

vagyis az urán-233 előállítása tekintetében.

But I'm not really concerned about the fuel.

Én azonban nem igazán aggódom a fűtőanyag miatt.

You can run these off -- they're really hungry,

Ezzel nem lesz gond -- ezek a reaktorok mindenevők,

they really like down-blended weapons pits,

nagyon kedvelik a szegényített hasadóanyagot,

so that's highly enriched uranium and weapons-grade plutonium

szóval a visszahigított, magas dúsítású uránt

that's been down-blended.

és fegyverminőségű plutóniumot.

It's made into a grade where it's not usable for a nuclear weapon,

Azt, ami annyira fel van higítva, hogy nukleáris fegyvernek nem alkalmas,

but they love this stuff.

és ezek a reaktorok imádják ezt a cuccot.

And we have a lot of it sitting around,

És ebből egy csomó van mindenfelé,

because this is a big problem.

ami mellesleg egy nagy probléma.

You know, in the Cold War, we built up this huge arsenal

A hidegháború alatt ugyanis felhalmoztuk a nukleáris fegyvereknek

of nuclear weapons, and that was great,

ezt a hatalmas arzenálját, ami akkoriban remek dolog volt,

and we don't need them anymore,

de most, hogy már nincs szükségünk rájuk,

and what are we doing with all the waste, essentially?

nem tudunk mit kezdeni ezzel a rengeteg szeméttel.

What are we doing with all the pits of those nuclear weapons?

Mit kezdjünk az atomfegyverek tömkelegével?

Well, we're securing them, and it would be great

Nos hát, remek volna, ha biztonságba tudnánk helyezni,

if we could burn them, eat them up,

és el tudnánk égetni, fel tudnánk használni őket,

and this reactor loves this stuff.

ez a reaktor pedig imádja ezeket az anyagokat.

So it's a molten salt reactor. It has a core,

Ez tehát egy sóolvadékos reaktor. Áll egy reaktormagból,

and it has a heat exchanger from the hot salt,

és egy hőcserélőből a radioaktív, "forró" só,

the radioactive salt, to a cold salt which isn't radioactive.

és a nem radioaktív, "hideg" só között.

It's still thermally hot but it's not radioactive.

Termikus értelemben persze ez is forró, de nem radioaktív.

And then that's a heat exchanger

És pontosan ez a hőcserélő

to what makes this design really, really interesting,

teszi ezt a megoldást igazán, igazán érdekessé,

and that's a heat exchanger to a gas.

mert ez egy gázos hőcserélő.

So going back to what I was saying before about all power

Ha visszatérünk arra, amit a termelt energiáról

being produced -- well, other than photovoltaic --

mondtam, amit -- eltérően fotoelektromos energiától --

being produced by this boiling of steam and turning a turbine,

ezzel a gőzturbinás rendszerrel termelnek,

that's actually not that efficient, and in fact,

annak a hatásfoka nagyon alacsony,

in a nuclear power plant like this,

például egy ilyen atomerőmű hatásfoka

it's only roughly 30 to 35 percent efficient.

mindössze 30-35% körül van.

That's how much thermal energy the reactor's putting out

Ez az jelenti, hogy mennyi hőenergiát bocsát ki a reaktor

to how much electricity it's producing.

a termelt elektromos energiához képest

And the reason the efficiencies are so low is these reactors

Ennek az alacsony hatásfoknak az oka az, hogy ezek a reaktorok

operate at pretty low temperature.

igen alacsony hőmérsékleten üzemelnek.

They operate anywhere from, you know,

A működési tartományuk valahol

maybe 200 to 300 degrees Celsius.

200 és 300 Celsius fok között van.

And these reactors run at 600 to 700 degrees Celsius,

Ezek a reaktorok viszont 6-700 fokon működnek,

which means the higher the temperature you go to,

ami azt jelenti, hogy minél magasabb hőmérsékleten vagyunk,

thermodynamics tells you that you will have higher efficiencies.

a termodinamika szerint annál magasabb hatásfok érhető el.

And this reactor doesn't use water. It uses gas,

Ráadásul ez a reaktor nem vízzel működik. Gázokat használ:

so supercritical CO2 or helium,

kritikus hőmérséklet feletti szén-dioxid, vagy hélium

and that goes into a turbine,

lép be a turbinákba,

and this is called the Brayton cycle.

az ún. Brayton-körfolyamat szerint.

This is the thermodynamic cycle that produces electricity,

Ez az elektromosságot termelő termodinamikai körfolyamat,

and this makes this almost 50 percent efficient,

ami 50 százalékkal magasabb hatásfokot eredményez,

between 45 and 50 percent efficiency.

azaz 45-50%-os hatásfokot.

And I'm really excited about this,

Ez számomra rendkívül izgalmas,

because it's a very compact core.

mert ez egy nagyon kompakt maggal lehet elérni.

Molten salt reactors are very compact by nature,

A sóolvadékos reaktorok eredendően igen kompakt rendszerek,

but what's also great is you get a lot more electricity out

és ami igazán jó bennük, az az, hogy az urán bomlásából

for how much uranium you're fissioning,

sokkal több elektromosságot képesek kinyerni,

not to mention the fact that these burn up.

nem is beszélve a magasabb kiégési fokukról.

Their burn-up is much higher.

A kiégés mértéke sokkal magasabb.

So for a given amount of fuel you put in the reactor,

Tehát a reaktorba helyezett adott mennyiségű fűtőanyag

a lot more of it's being used.

jóval nagyobb arányban hasznosítható.

And the problem with a traditional nuclear power plant like this

Az ilyen, hagyományos atomerőművekkel az a probléma,

is, you've got these rods that are clad in zirconium,

hogy ilyen cirkónium-bevonatú rudakat tartalmaz,

and inside them are uranium dioxide fuel pellets.

amelyek urán-dioxid fűtőanyag-granulátum van.

Well, uranium dioxide's a ceramic,

Tehát az urán-dioxid kerámiába van ágyazva,

and ceramic doesn't like releasing what's inside of it.

a kerámia pedig nem igazán bocsátja ki a belsejében lévő anyagot.

So you have what's called the xenon pit,

Itt ún. xenonbuborékok alakulnak ki,

and so some of these fission products love neutrons.

és e bomlási termékek némelyike imádja a neutronokat.

They love the neutrons that are going on

Imádják a neutronáramot,

and helping this reaction take place.

amely fenntartja e reakciót.

And they eat them up, which means that, combined with

Nos, ezek elnyelik a neutronokat, ami azzal együtt,

the fact that the cladding doesn't last very long,

hogy a burkolat sem túlságosan hosszú életű,

you can only run one of these reactors

azt jelenti, hogy ezek a reaktorok újratöltés nélkül

for roughly, say, 18 months without refueling it.

mondjuk legfeljebb 18 hónapig képesek működni.

So these reactors run for 30 years without refueling,

Ezek a reaktorok viszont 30 évig is képesek egy fűtőanyaggal működni,

which is, in my opinion, very, very amazing,

ami szerintem rendkívül figyelemre méltó,

because it means it's a sealed system.

mert ez azt jelenti, hogy ez egy légmentesen zárt rendszer.

No refueling means you can seal them up

Hogy nincs újratöltés, az azt jelenti, hogy lezárható,

and they're not going to be a proliferation risk,

így nem fenyeget a kiszóródás kockázata,

and they're not going to have

tehát nem fog

either nuclear material or radiological material

sem nukleáris, sem radiológiai anyag

proliferated from their cores.

kiszóródni a reaktormagból.

But let's go back to safety, because everybody

De térjünk vissza a biztonságra, mert Fukushima után

after Fukushima had to reassess the safety of nuclear,

mindenkinek felül kell vizsgálnia a nukleáris biztonságot,

and one of the things when I set out to design a power reactor

és ezért amikor egy reaktort tervezek,

was it had to be passively and intrinsically safe,

az elsődleges szempont, hogy passzívan, eredendően biztonságos legyen

and I'm really excited about this reactor

Ezért ez a reaktor engem két

for essentially two reasons.

lényeges szempontból is izgat.

One, it doesn't operate at high pressure.

Az egyik, hogy nem magas nyomáson működik.

So traditional reactors like a pressurized water reactor

A hagyományos reaktorok, mint a nyomottvizes,

or boiling water reactor, they're very, very hot water

vagy a forróvizes reaktor, nagyon forró vizet

at very high pressures, and this means, essentially,

használnak, igen magas nyomáson, ami azt jelenti,

in the event of an accident, if you had any kind of breach

hogy baleset bekövetkezésekor, ha bármilyen módon

of this stainless steel pressure vessel,

megsérül ez a rozsdamentes acélból készült nyomásálló tartály,

the coolant would leave the core.

akkor a hűtőközeg ki tud jutni a reaktormagból.

These reactors operate at essentially atmospheric pressure,

Ezek a reaktorok viszont gyakorlatilag atmoszferikus nyomáson működnek,

so there's no inclination for the fission products

ezért nem hajlamosak arra, hogy balesetek alkalmával

to leave the reactor in the event of an accident.

hasadási termékeket juttassanak a környezetükbe.

Also, they operate at high temperatures,

A másik dolog a magas üzemi hőmérsékletük,

and the fuel is molten, so they can't melt down,

ahol a fűtőanyag olvadt állapotú, így nem tud leolvadni,

but in the event that the reactor ever went out of tolerances,

és a reaktor mégis kilépne az üzemi tartományból,

or you lost off-site power in the case

vagy a Fukushimához hasonló külső hatások érnék,

of something like Fukushima, there's a dump tank.

rendelkeznek egy puffertartállyal.

Because your fuel is liquid, and it's combined with your coolant,

Mivel a fűtőanyag cseppfolyós, és a hűtőközeggel van keverve,

you could actually just drain the core

a reaktormag egyszerűen leengedhető

into what's called a sub-critical setting,

a szub-kritikus zónába,

basically a tank underneath the reactor

ami tulajdonképpen egy, valamilyen neutronelnyelő

that has some neutrons absorbers.

anyaggal feltöltött tartály a reaktortest alatt.

And this is really important, because the reaction stops.

És ez nagyon fontos, mert így a reakció leáll.

In this kind of reactor, you can't do that.

A régi fajta reaktorokban ezt nem lehet megoldani.

The fuel, like I said, is ceramic inside zirconium fuel rods,

A fűtőanyag, ahogy mondtam, a cirkóniumrudak belsejében lévő kerámia,

and in the event of an accident in one of these type of reactors,

és ezeknél a reaktoroknál, amilyen például a fukushimai vagy

Fukushima and Three Mile Island --

a Three Mile Island-i, egy baleset bekövetkezésekor --

looking back at Three Mile Island, we didn't really see this for a while —

gondoljunk csak Three Mile Island-re, ahol ezt egy ideig nem is tudtuk --

but these zirconium claddings on these fuel rods,

a fűtőanyagrudak cirkóniumbevonata

what happens is, when they see high pressure water,

nagy nyomású vízzel, vagy gőzzel érintkezve

steam, in an oxidizing environment,

egy oxidáló környezetben

they'll actually produce hydrogen,

hidrogént fejleszt,

and that hydrogen has this explosive capability

a robbanásveszélyes hidrogén pedig

to release fission products.

hasadási termékeket szabadíthat fel.

So the core of this reactor, since it's not under pressure

Mivel tehát a reaktormag nincs nyomás alatt,

and it doesn't have this chemical reactivity,

és ilyen kémiai reakciókra nem hajlamos,

means that there's no inclination for the fission products

nem áll fenn a veszélye annak, hogy

to leave this reactor.

a bomlási termékek kilépjenek a reaktorból.

So even in the event of an accident,

Így még egy baleset bekövetkezésekor,

yeah, the reactor may be toast, which is, you know,

amikor a reaktor "besül", ami persze

sorry for the power company,

nagyon sajnálatos az áramszolgáltató számára,

but we're not going to contaminate large quantities of land.

környezetszennyezés nem történik.

So I really think that in the, say,

Én igazán hiszek benne, hogy mondjuk

20 years it's going to take us to get fusion

a következő 20 évben eljutunk a fúzióig,

and make fusion a reality,

és a fúziós energia valósággá válik,

this could be the source of energy

és olyan energiaforrássá válik,

that provides carbon-free electricity.

ami szénmentes energiával lát el bennünket.

Carbon-free electricity.

Szénmentes elektromossággal!

And it's an amazing technology because

És ez a technológia azért is csodálatos,

not only does it combat climate change,

mert nem csak klímaváltozás elleni harcot segíti,

but it's an innovation.

de innovációként is kiváló.

It's a way to bring power to the developing world,

Segít eljuttatni az energiát a fejlődő világba,

because it's produced in a factory and it's cheap.

mert gyárban előállítható, és olcsó.

You can put them anywhere in the world you want to.

Bárhol a világon telepíthető, ahol csak akarjuk.

And maybe something else.

És van itt még valami.

As a kid, I was obsessed with space.

Gyermekkoromban a világűr megszállottja voltam.

Well, I was obsessed with nuclear science too, to a point,

Persze a nukleáris tudományért is rajongtam bizonyos fokig,

but before that I was obsessed with space,

de ezt megelőzően a világűr izgatott,

and I was really excited about, you know,

és rettenetesen odavoltam azért,

being an astronaut and designing rockets,

hogy űrhajós legyek, vagy űrhajókat tervezzek.

which was something that was always exciting to me.

Ez mindig nagyon izgatta a fantáziámat.

But I think I get to come back to this,

Azt hiszem, most vissza kell hogy térjek ehhez,

because imagine having a compact reactor in a rocket

mert elképzeltem egy űrhajót egy kompakt reaktorral,

that produces 50 to 100 megawatts.

ami 50-100 megawatt energiát termel.

That is the rocket designer's dream.

Ez az űrhajótervezők álma.

That's someone who is designing a habitat on another planet's dream.

Ez a más bolygók benépesítését tervezők álma.

Not only do you have 50 to 100 megawatts

Van 50-100 megawattod, amit nem csak

to power whatever you want to provide propulsion to get you there,

akkor használhatsz, amíg odajuttatsz valamit,

but you have power once you get there.

de akkor is, amikor már ott vagy.

You know, rocket designers who use solar panels

A néhány wattos vagy kilowattos

or fuel cells, I mean a few watts or kilowatts --

napelemeket vagy üzemanyagcellákat használó

wow, that's a lot of power.

tervezők számára -- ez rengeteg energia!

I mean, now we're talking about 100 megawatts.

100 megawattról beszélünk ám!

That's a ton of power.

Az iszonyat sok energia.

That could power a Martian community.

Alkalmas lenne egy marsi kolónia energiával való ellátására.

That could power a rocket there.

Képes lenne odarepíteni egy űrhajót.

And so I hope that

Remélem, hogy egyszer

maybe I'll have an opportunity to kind of explore

majd lehetőségem lesz az űrhajókkal kapcsolatos

my rocketry passion at the same time that I explore my nuclear passion.

szenvedélyemnek és a nukleáris szenvedélyemnek együttesen hódolni.

And people say, "Oh, well, you've launched this thing,

Az emberek pedig azt mondják majd: "Remek, hogy fellőtted ezt a dolgot,

and it's radioactive, into space, and what about accidents?"

ezt a radioaktív cuccot az űrbe, de mi van, ha baleset történik?"

But we launch plutonium batteries all the time.

Miközben egyfolytában plutónium-elemeket lövöldözünk fel.

Everybody was really excited about Curiosity,

Mindenkit rendkívüli módon érdekelt a Curiosity,

and that had this big plutonium battery on board

pedig ennek a fedélzetén egy nagy plutónium-elem található,

that has plutonium-238,

plutónium-238-cal,

which actually has a higher specific activity

aminek a fajlagos aktivitása magasabb

than the low-enriched uranium fuel of these molten salt reactors,

az ezekben a sóolvadékos reaktorokban használt alacsony dúsítású uránénál,

which means that the effects would be negligible,

ami azt jelenti, hogy a hatás elhanyagolható lenne,

because you launch it cold,

mert a felbocsátás hidegen történik,

and when it gets into space is where you actually activate this reactor.

és a reaktor aktiválására csak az űrben kerül sor.

So I'm really excited.

Tehát én rendkívül izgatott vagyok.

I think that I've designed this reactor here

Azt hiszem, terveztem egy reaktort,

that can be an innovative source of energy,

ami olyan innovatív energiaforrás lehet,

provide power for all kinds of neat scientific applications,

ami kiváló ehhez hasonló tudományos alkalmazások számára,

and I'm really prepared to do this.

és én készen állok a megvalósításra.

I graduated high school in May, and --

Májusban fejeztem be a középiskolát, és --

(Laughter) (Applause) —

(Nevetés) (Taps) --

I graduated high school in May,

tehát májusban fejeztem be a középiskolát,

and I decided that I was going to start up a company

és elhatároztam, hogy alapítok egy céget

to commercialize these technologies that I've developed,

az általam kifejlesztett technológiák értékesítésére:

these revolutionary detectors for scanning cargo containers

forradalmi detektorok teherkonténerek ellenőrzéséhez,

and these systems to produce medical isotopes,

orvosi izotópokat gyártó rendszerek,

but I want to do this, and I've slowly been building up

de inkább ezzel akarok foglalkozni, és lassan felépítettem

a team of some of the most incredible people

egy olyan emberekből álló csapatot,

I've ever had the chance to work with,

akikhez hasonlóval soha nem találkoztam,

and I'm really prepared to make this a reality.

és készen állok az álmomat valóra váltani.

And I think, I think, that looking at the technology,

Azt hiszem, erről a technológiáról elmondható,

this will be cheaper than or the same price as natural gas,

hogy olcsóbb lesz - vagy nem lesz drágább - mint a földgáz,

and you don't have to refuel it for 30 years,

és 30 évig nem igényel újabb fűtőanyagot,

which is an advantage for the developing world.

ami nagyon előnyös a fejlődő világ számára.

And I'll just say one more maybe philosophical thing

Végezetül hadd mondjak egy filozofikusnak tűnő

to end with, which is weird for a scientist.

gondolatot, ami egy tudósnak talán különösnek hat.

But I think there's something really poetic

De azt hiszem, van valami költői abban,

about using nuclear power to propel us to the stars,

hogy nukleáris energiával jutunk a csillagokig,

because the stars are giant fusion reactors.

mivel ezek a csillagok maguk is gigantikus fúziós reaktorok.

They're giant nuclear cauldrons in the sky.

Óriási nukleáris kohók az égbolton.

The energy that I'm able to talk to you today,

Az az energia, amivel önöknek beszélhetek ma,

while it was converted to chemical energy in my food,

és ami az ebédem kémiai energiájából alakult át,

originally came from a nuclear reaction,

az eredetileg nukleáris reakcióból származik,

and so there's something poetic about, in my opinion,

így tehát szerintem van valami költői

perfecting nuclear fission

a maghasadási technológia tökéletesítésében,

and using it as a future source of innovative energy.

és a jövő innovatív energiaforrásaként való használatában.

So thank you guys.

Köszönöm!

(Applause)

(Taps)